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印刷电路板组装 (PCBA) 流程的分步指南（二）
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发布时间：
2024-10-08
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对于中、高产量生产要求，自动化装配比手动 PCBA 具有显著的质量和产量优势。新的工业 4.0 机器为 PCBA 流程提供完整的数据驱动优化。
四阶段：检查和测试
焊接后，PCBA要经过以下质量检查：
a. 目视检查
通过目视检查电路板、焊点和元件位置来验证：
接头或走线之间无焊桥或短路
无明显裂纹或冷焊点
元件与焊盘对齐/移动
组件缺失或未对齐
焊膏质量和覆盖率
b. X射线检查
X射线成像可以检查隐藏在组件下的焊点质量。常见的检查包括：
焊料空洞
BGA/CSP球合金及形状
QFN/QFP隐藏引线
c. ICT测试
在线测试仪通过探测测试点并测量参考值来检查组装好的 PCB 上的电气故障。执行的测试包括：
连通性——检测开路或短路
电压——测量电压降和电压水平
电容——电容值
电阻 – 电阻值
二极管——极性和电压降
d.功能测试
对完全组装的 PCB 进行功能测试，方法是在指定的温度、电压、频率范围内操作它并检查输出是否符合产品规格。
第五阶段：修复和返工
如有需要，可通过以下方式修复错误的焊点和元件位置：
手工焊接 ——使用烙铁、吸锡线和助焊剂进行小焊点桥接或干焊。
吹热风 ——使用热风枪重新熔化并重塑有故障的 BGA/CSP 焊球。
焊接站 – 强大的可编程站，用于元件拆焊和精确返工。
拆板 ——从较大的面板组件中切割并布线出单个 PCB。
六阶段：保形涂层
组装好的 PCB 通常涂有一层薄聚合物膜，如丙烯酸、硅树脂、聚氨酯。这种保形涂层可保护电路免受湿气、灰尘、化学物质和温度损坏。它通过以下方式应用：
浸渍——PCB 通过的涂层液槽
手动或选择性喷涂
自动喷涂工艺
保形涂层后评估的关键标准是：
涂层厚度 – 典型 25-75 μm
覆盖均匀性——无气泡或针孔
附着力测试
绝缘电阻 – 防止漏电和电弧
七阶段：最终测试和质量检验
最终的后端生产线测试确保 PCBA 可靠且符合所有产品规格：
视觉质量控制检查——检查任何涂层缺陷、标记、标签。
尺寸检查——尺寸和间隙
电气测试——重复ICT、边界扫描、飞针测试仪。
老化测试——在负载条件下长时间操作 PCBA，以消除早期故障。
整机集成——将经过测试的 PCBA 组装到最终产品外壳中。
PCBA关键设备
印刷电路板组装使用的一些主要设备包括：
焊膏印刷机 – 用于在 PCB 上精确沉??积焊膏。使用模板和自动刮刀。
拾放机 – 自动快速准确地在 PCB 上放置元件。使用进料器放置元件。
回流炉 – 将 PCB 组件加热至焊接温度，以便连接元件。采用对流、红外加热。
AOI 机器 ——自动光学检测系统，可扫描电路板并实时检测缺陷。
在线测试仪 ——测试组装的 PCB 是否短路、断路并测量参数。
保形涂覆机 ——通过喷涂或浸涂自动对组装好的 PCB 进行保护涂层处理。
飞针 ——检查电路的电气连续性和模拟测量。
PCBA 流程控制的关键考虑因素
为确保PCBA工艺质量，需要控制和监控的一些主要参数包括：
焊膏印刷
焊膏粘性和粘度
模板和 PCB 对齐
打印速度、压力和工具间隙
焊膏高度和覆盖率
b. 元件放置
贴片机的精度
元件包装 – 胶带、卷轴、托盘
送料器设置——间距、间隙、力度
贴装速度、准确性和排序
回流焊
预热时间和温度
加热区温度均匀性
峰值回流温度和时间
回流后冷却速度
d. 清洁过程
DI 水质 – pH 值、电导率、离子污染
水性清洗与溶剂清洗
干燥——除湿、静电控制
e. 保形涂层
涂层材料——粘度、密度、保质期
薄膜厚度、均匀性和覆盖率
固化方法——温度、湿度、紫外线
通过密切监测和控制这些参数，可以防止潜在缺陷并提高工艺产量。统计过程控制技术(如工艺能力分析)有助于评估性能。
PCBA自动化的主要优势
使用机器自动化PCBA的不同阶段与手动组装相比具有以下优势：
速度 ——贴片机每小时可以准确放置数千个组件，大大缩短了装配时间。
可重复性 ——编程机器重复精确地执行，提高了流程的一致性。
质量 ——自动光学检测可以准确检测并标记缺陷以便纠正。
可扩展性 ——可以灵活调整生产量，且只需少的额外时间或成本。
可靠性 ——过程控制消除了由于人为因素造成的错误。
可编程性 ——改变程序允许在不同的 PCB 组件之间快速转换。
可追溯性 ——所有过程数据、缺陷和参数都可以实时监控。
灵活性 ——可以处理多种元件，例如 01005 芯片、0.4 毫米间距 QFN。
对于中、高产量生产要求，自动化装配比手动 PCBA 具有显著的质量和产量优势。新的工业 4.0 机器为 PCBA 流程提供完整的数据驱动优化。
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